美国研制纳卫星
适用于国家安全任务的纳卫星技术
自己而保全 更重要 的 “ 星” 免受敌 方的攻 击。 母
五 角 大楼 的执 行 “ 空控 制” 任 务 的纳 卫 星也 可 免费搭乘 经 过 挑选 的 太 商业 卫星一起入 轨，然后部署到其近旁，充 当这 些私 营卫星的 “ 贴身保镖”。 这 样就 可能满足 美国航 天 司令 部对天基探 测 ／ 报警器 的需要：这些起着探 测 ／ 报警器 作用 的纳卫星会在其所守卫的商业卫 星遭到恶意干扰时向地 面军 事控制 中心 发 出警 报 。五 角大楼 一 直想 将这 类探 测 ／ 报警 器装 到私 营卫 星 上 ，但 却
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卫 星侦 察 参 考 资料
２０ ０ ２年 第 】 期
适用于国 全任务的 纳卫星技 术 家安
最近 ，美 国桑迪亚国家实验 室的科学家们完成 了一个为期 ３年的科研项 目，
开 发 并 验 证 了一 些 特别 适 用 于 国 家 安 全 航 天任 务 的 关键 纳 卫 星 技 术 。纳 卫 星
空 间。
由最 多 ｌ 颗 纳卫星组 成 的卫星群 ，对 于 “ Ｏ 灵巧 的”分布 式孔径 应 用 ，例 如
确定被 击落的飞行 员在敌 国领土上的地理 位置，将会大有前途。 由飞行员随身 携带的微 型应急无线 电发报机发 出的无线 电信 号 ，可被卫 星群 中的数颗 纳卫星 探 测 到 。将 这些卫 星各 自得到 的位 置数据 加 以融合 ，就 能够 快速而 又准确地
对 天 基 合 成 孔 径 雷达 来 说是 一 大难 题 。 由几 十颗 纳 卫 星组 成 的大 型星座 应 用 范 围 十分广 泛 ，从构成 “ 中互联 网” 空
测 定 飞 行 员 的位 置 所在 。 当执 行 天基 收发 分 置 雷 达 任 务 时 ，卫 星 群 可 接 收 由
GPS
GPS全球定位系统（ Global Positioning System - GPS ）是美国从本世纪 70 年代开始研制，历时 20 年，耗资200亿美元，于1994 年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
早期仅限于军方使用，由美国国防部 ( Depart of Defense ， DoD) 所计划发展，其目的针对军事用途，例如战机、船舰、车辆、人员、攻击标的物的精确度定位等。
时至今日， GPS 早已开放给民间做为定位使用，这项结合太空卫星与通讯技术的科技，在民间市场已正在蓬勃的展开，除了能提供精确的定位之外，对于速度、时间、方向及距离亦能准确的提供讯息，运用的范围相当广泛。
一、 GPS 是什么全球定位系统属于美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
该系统的空间部分使用 24 颗高度约 2.02 万千米的卫星组成卫星星座。
21+3 颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为 11 小时 58 分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为 55 度。
卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（ DOP ）。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
GPS 卫星已发展至 Block II 型式的定位卫星，由 Rockwell International 制造，在轨道上重量约 1,900 磅，太阳能接收板长度约 17 呎，于 1994 年完成第 24 颗卫星的发射。
因此目前太空中有 24 颗GPS 卫星可供定位运用，绕行地球一周需 12 恒星时，每日可绕行地球 2 周，这也就是说，不论任何时间，任何地点，至少有 4 颗以上的卫星出现在我们的上空。
目前全球有五个地面卫星监控站，分布于夏威夷、亚森欣岛、迪亚哥加西亚、瓜加林岛、科罗拉多泉，这些卫星地面控制站，同时监控 GPS 卫星的运作状态及它们在太空中的精确位置，主地面控制站更负责传送卫星瞬时常数 (Ephemera's Constant) 及时脉偏差 (Clock Offsets) 的修正量，再由卫星将这些修正量提供给 GPS 接收器做为定位运用。
微小卫星的发展
微星之光微小卫星的发展石卫平 潘坚(中国航天信息中心)1 定义□□国际上对小卫星的叫法有很多,如小卫星(Sm allSat),廉价的卫星(Cheap sat),微卫星(M icroSat),超小卫星(M in iSat),纳卫星(N anoSat),皮卫星(P icoSat),等等。
美国国防高级研究计划局(DA R PA)则把这些卫星统称之为轻卫星(L igh tSats),美国海军航天司令部称之为SP I N Sat’s(Sin2 gle Pu rpo se Inexpen sive Satellite Sys2 tem s——用途单一的廉价卫星系统),美国空军称之为TA CSat’s(T actical Satel2 lites——战术卫星)。
实际上小卫星在航天事业的早期就有了,卫星发展最初就是从简单小卫星起步的。
即使在20世纪70年代和80年代大型航天器占主导地位的时代,亦可发现小卫星的身影。
从20世纪80年代中期开始,世界航天界兴起了发展小卫星的热潮。
随着对小卫星认识的不断加深,人们意识到仅仅以重量作为划分小卫星的依据是不够的,必须引入“功能密度”的概念。
功能密度是指卫星每千克重量所能提供的功能。
例如,每千克太阳电池提供100W功率,就比每千克太阳电池提供20W功率提高了4倍功能密度。
按照功能密度划分,小卫星可分为简单小卫星和现代小卫星两种。
我们现在通常说的小卫星是指现代小卫星。
对于小卫星的分类有许多版本,比较典型的有以下两种。
美国航空航天公司(A ero sp ace)在1993年对小卫星、微卫星和纳卫星做了以下定义:小卫星是一种可用常规运载器发射的航天器,质量为10～500kg;微卫星定义为所有的系统和子系统都全面体现了微型制造技术,并可实现一种实用功能,质量为011～10kg;纳卫星是一种尺寸减小到最低限度的微卫星,其功能有赖于一种分布式星座结构来实现,质量小于011kg。
不过目前更流行的卫星分类方法是英国萨瑞大学提出来的(如表1),本文将采用这种分类方法。
世界上有多少个卫星系统
全球卫星导航系统有几个全世界有四大全球卫星导航系统，即，美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航定位系统（GLONASS）、欧洲伽利略卫星导航定位系统（Galileo）、中国北斗卫星导航系统（BDS）。
1、美国全球定位系统全球定位系统，又称全球卫星定位系统，是美国国防部研制和维护的中距离圆型轨道卫星导航系统。
它可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的标准时间。
全球定位系统可满足位于全球地面任何一处或近地空间的军事用户连续且精确地确定三维位置、三维运动和时间的需求。
2、格洛纳斯系统简称GLONASS，它是由苏联于1982年研发的卫星导航系统，苏联解体后一度丧失大多数卫星与功能，今日由俄罗斯维护运作。
3、伽利略定位系统是一个正在建造中的卫星定位系统，该系统由欧盟通过欧洲空间局和欧洲导航卫星系统管理局建造，总部设在捷克共和国的布拉格。
该系统有两个地面操控站，分别位于德国慕尼黑附近的奥伯法芬霍芬和意大利的富齐诺。
这个造价五十亿欧元的项目是以意大利天文学家伽利略的名字命名的。
4、中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。
北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并且具备短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度为分米、厘米级别，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。
扩展资料：空间定位原理在空间中若已经确定A、B、C三点的空间位置，且第四点D到上述三点的距离皆已知的情况下，即可以确定D的空间位置，原理如下：因为A点位置和AD间距离已知，可以推算出D点一定位于以A为圆心、AD 为半径的圆球表面，按照此方法又可以得到以B、C为圆心的另两个圆球，即D 点一定在这三个圆球的交汇点上，即三球交汇定位。
一、美国小卫星军事应用动因分析
37卫星应用2015年第2期一、美国小卫星军事应用动因分析美国大力发展小卫星，将其融入军事作战是受内、外因双重驱动决定的，不能仅简单归结于小卫星性能提升，也应看到现有装备能力不足的需求牵引作用和航天发展战略政策变化的顶层推动作用。
1.性能提升，应用创新，全面满足军事作战应用需求根据美国空军科学委员会2007年发布的《小卫星作战应用》报告，1m 分辨率的光学系统能够较好地满足作战需求。
以美国天空卫星-1（SkySat-1）为例，该星质● 文| 北京空间科技信息研究所 张召才近年来，随着小卫星（质量低于500kg 的卫星）单星功能密度、敏捷机动能力、自主生存能力和在轨寿命不断提升，逐渐成为全球航天发展热点，发射数量急剧增长。
尤其是在军用领域，小卫星在降低系统成本、增强抗毁能力、应急补充增强和快速组网服役等方面优势突出，又兼具机动灵活、运营管理便捷等特点，备受军方青睐。
在此背景下，美国近十余年相继发展了“作战响应空间”（ORS）、“军事行动空间使能效果”(SeeMe)、“隼眼”（Kestrel Eye）、“航天与导弹防御司令部-作战纳卫星效果”（SMDC-ONE）等项目，探索小卫星军事应用和融入作战模式，推动基层作战部队军事用天能力发展。
美国深挖小卫星潜力， 欲提升军事用天能力量91kg，可获取0.9m 分辨率图像和1.1m 分辨率视频数据。
可见，美国商用遥感小卫星已满足军事作战需求，完全具备了在战区成像侦察中全面应用的技术可行性，见图1。
图1 小卫星性能不断提升，逐步获得广泛应用382015年第2期卫星应用小卫星变革传统大卫星设计和运营理念，催生了诸多创新应用模式，也成为提升其军用能力的重要因素。
小卫星通过星座组网大幅缩短重访周期，实现近实时连续观测成像，将传统航天装备“侦察”能力提升至“监视”能力。
以美国“鸽群”（Flock）星座（见图2）为例，Flock 采用“永远在线”（Always On）工作模式，无需对卫星下达成像指令即可自动获取全球持续图像，实现“热点”与全局兼顾的变化监测能力。
Landsat卫星影像简介
Landsat 卫星影像简介同济大学罗新1. Landsat系列卫星概述（Avalanche P）Landsat系列卫星是由美国的NASA和USGS共同努力的成果。
其中NASA负责火箭的发射以及遥感卫星的研制。
USGS负责卫星的运行以及卫星影像的接收和处理。
Landsat系列卫星中由于Landsat 5长时间高质量的运行（运行了28年10个月）为全球地表的连续监测提供了数据支撑，因此意义重大。
历代Landsat卫星的发射以及运行情况如下图所示：2. 卫星影像获取Landsat 7和Landsat 8都是太阳同步卫星，轨道相同，都是轨道高为705km，成像宽度为185km，视场角为15°，运动轨迹为地球阳面从北向南，卫星绕地球一周时间为99分钟，每天能绕地球14周，重访周期为16天。
Landsat 卫星重访示意图：Landsat 数据接收站位置：3. 传感器和波段设置Landsat 1,2和3的传感器都是多光谱扫描器MSS，该传感器能收集4个多光谱波段（3个可见光和1个近红外波段），影像分辨率为79m。
影像最终被采样为了60m分辨率。
Landsat 4和5同时荷载了MSS传感器和可接受可见光，近红外，短波中红外波段且影像分辨率为30m的TM传感器。
除此之外Landsat 4和5同时增加了一个120m分辨率的热红外波段（后被采样为30m）。
Landsat 7荷载的是ETM+传感器，在2003年5月31日时，该传感器发生故障，导致获取影像上出现条带缺失，影像上缺失信息占影像总面积的22%，严重影响了遥感影像的使用。
各传感器详细光谱信息如下：Note:Landsat ETM+ 获取的热红外波段影像分辨率为60 m, Landsat TM获取的热红外波段为120米！Landsat TM只有一个热红外波段，Landsat ETM+有两个热红波段，但是同一个光谱区间分别在低和高增益下获取的，Landsat 8有两个热红外波段，分别在不同光谱区间获取。
GPS百科简介
GPS百科名片GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。
GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。
经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。
目录GPS与相对论关系我们应该非常感谢爱因斯坦，他的理论使得这个惊人的新装置成为现实！设计GPS卫星的科学家必须考虑狭义相对论带来的时间膨胀效应和广义相对论中时间流逝的速率与维度之间的相互关系。
GPS构成1.空间部分GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。
此外,还有3 颗有源备份卫星在轨运行。
卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。
GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。
2. 地面控制系统地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。
地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。
GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成，根据其作用的不同，这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。
微纳卫星的崛起ppt课件
03
可以多个微纳卫 星组网，形成 “虚拟大卫星”
3
微纳卫星发展
• 80年代初 • 微纳卫星技
术逐渐成熟
• 90年代 • 美国空军，德国
DLR空间敏感技 术中心研制的微 卫星相继发射
• 2003年 • 上海微小卫星工程
中心研制的“创新 一号”发射成功
1
2
3
• 2007年 • 美国DARPA于提出虚拟
微纳卫星的崛起
The rise of micro-nano satellite Designed by Shiyan
1
微纳卫星简介
微纳卫星（NanoSat）：
通常指质量介于１—10千克、具有实际使用功能 的卫星。
Bread Style
IMC 2
微纳卫星优点
01
研制周期短 风险小
02
体积小，成本低
卫星研究计划“F6”
45 Biblioteka MC• 80年代中后期 • 我国开始进行微
纳卫星的研究工 作
• 2004年 • 清华大学研制的“纳
星一号”成功发射
• 2014年 • “天拓二号”
卫星发射成功
4
技术难点
１．微机电技术（ＭＥＭＳ） ２．可编程片上系统(SoPC)技术
３．主动电子扫描阵列技术(AESA)
IMC 5
在此录入标题内容
姿态控制
测量部件：地磁敏感器，太阳敏感 器，惯性陀螺。
执行部件：磁力矩器，轮控部件
轨道控制
对地通信；推进系统
IMC 6
IMC 7
IMC 8
Thanks!
9
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美国研制纳卫星
中新网11月21日电据中国国防科技信息网报道，美国陆军正在领导一项名为“剑”(SWORDS)的专用运载器的研发项目。
这种运载器能以极低的成本从任何地点将纳卫星送入精确轨道。
SWORDS项目是“用于太空的士兵-作战人员作战及时响应型运载器”的英文缩写。
NASA是这个项目的合作者，该项目将在2013年夏实施轨道试验飞行。
SWORDS运载器是国防部长办公室、美国陆军太空与导弹防御司令部、陆军战略司令部和NASA的联合研发项目。
作为一个联合能力技术验证项目，SWORDS的管理者是美国陆军导弹与航天项目执行办公室。
验证工作将包括地面发动机试验、亚轨道飞行试验、2014年夏季的轨道飞行试验。
专用纳卫星运载器通过使作战指挥官拥有按需发射的能力，将微小型电子器件革命扩展到太空中。
SWORDS项目的若干特点包括：能将25千克有效载荷送入750千米轨道，倾角为28.5°；采用液体甲烷作为燃料，液氧作为氧化剂；利用三合一挤压式发动机，低成本，保证作业质量的情况下，运载火箭单次发射100万美元；具备作战及时响应性，从发出仓库召集到发射就绪需要24小时。
SWORDS将把纳卫星送入精确的低地球轨道内，这些卫星将随时随地按需提供能力。
纳卫星无需等上数月或数年时间才能作为搭载载荷发射。
SWORDS能以经济可负担的方式维护低地球轨道内的纳卫星星座。
无论美国部队部署在何处，SWORDS都满足前所未有的低层级任务请求，为作战人员提供通信及其他服务。
SWORDS的运载火箭能使用C-130运输机运输，能从多种靶场发射，包括只有混凝土发射台这样简单设施的靶场。
SWORDS专用纳卫星运载火箭的核心是成本低，而不是高性能。
与采用传统宇航级别的零部件不同，SWORDS计划将审慎选择并利用商业级别的材料与零部件，从而实现超低成本。
SWORDS利用挤压式推进系统，无需涡轮泵，推力转向采用钳式万向节装置。
航电设备采用商业现货电子元器件。
SWORDS采用安全、低廉、容易获取的燃料和氧化剂。
采用“舰载并发射”(ship and shoot)的方式将靶场成本降至最低，这种方式减少了占用靶场的时间。
SWORDS的创新性在于现有技术的系统工程化和集成化，以此实现低成本、减少部件数量，获取高的运行就绪度。
(中国航天系统科学与工程研究院许红英陈杰)
苏州卫星电视：。